发酵工程在环境保护中的应用
发酵工程在环境保护中的应用
近几十年来，现代生物技术的大多数内容已渗入到环境工程域中。生物技术，特别是发酵工程，可以说是项早涉足于环境保护域的工程技术。污水的生物处理的主要方法活性污泥法也可以认为是大规模的发酵工程。发酵工程主要用于污水处理、固体垃圾处理、有毒物质的降解、土壤污染的修复等。
1、污水的生物处理
污水的生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中广泛的方法之。它主要就是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。污水的生物处理按对氧气需求情况不同可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，如甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等。如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等属于此类处理法。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化。如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘等属于此类处理法。污水的生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法做进步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中bod与cod比值要大于0.3。温度对污水的生物处理的影响较大，冬季般效果较差。
2、有机固体废弃物的微生物处理
固体废弃物是指被人们丢弃的固体状和泥状的污染物质。有机固体废物通常是指含水率低于85%~90%可生化降解的有机废物，它们般具有可生化降解性。这些废物中蕴含着大量的生物质能，有效利用这类生物质能源，对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义。处理的方法有焚烧、填埋、综合利用、生物法等。其中生物法主要是利用微生物分解有机物，制作有机肥料和沼气，可分为好氧堆肥法和厌氧发酵法两大类。
好氧堆肥法的基本生物化学反应过程与污水生物处理相似，但堆肥处理只进行到腐熟阶段，并不需有机物的氧化，这点与污水处理是不同的。般认为堆料中易降解有机物基本上被降解即达到腐熟。这个过程大致可分为以嗜温好氧菌为主的产热阶段、以嗜热菌为主的高温阶段和以嗜温菌（适温度为中温，能耐受高温）为主的降温腐熟阶段。
厌氧发酵法包括厌氧堆肥法和沼气发酵。厌氧堆肥法是指在不通气条件下，微生物通过厌氧发酵将有机废弃物转化为有机肥料，使固体废物无害化的过程。堆制方式与好氧堆肥法基本相同。但此法不设通气系统，有机废弃物在堆内进行厌氧发酵，温度低，腐熟及无害化所需时间长。利用固体废弃物进行沼气发酵与污水的厌氧处理情况基本相似，也有3个相似的阶段，后可产生甲烷、co2等产物。该技术在城市下水道污泥、农业固体废弃物（农作物秸秆等）和粪便处理中得到广泛应用。我农村大力推广的沼气工程对改善农村生态环境和环境卫生有重要作用。
对于城市垃圾的处理还可采用生态工程处理方法。其原理是利用适当的防渗和阻断材料，将垃圾堆进行物理隔离，然后在隔离的垃圾堆上重建以植物为主的土壤植物生态系统，同时辅以适当的景观建筑、园林小品等将原来的垃圾山建成公园式的风景娱乐场所或为农、牧业重新利用。
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1、污水的生物处理
污水的生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中广泛的方法之。它主要就是利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。污水的生物处理按对氧气需求情况不同可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，如甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等。如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等属于此类处理法。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化。如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘等属于此类处理法。污水的生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法做进步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中bod与cod比值要大于0.3。温度对污水的生物处理的影响较大，冬季般效果较差。
2、有机固体废弃物的微生物处理
固体废弃物是指被人们丢弃的固体状和泥状的污染物质。有机固体废物通常是指含水率低于85%~90%可生化降解的有机废物，它们般具有可生化降解性。这些废物中蕴含着大量的生物质能，有效利用这类生物质能源，对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义。处理的方法有焚烧、填埋、综合利用、生物法等。其中生物法主要是利用微生物分解有机物，制作有机肥料和沼气，可分为好氧堆肥法和厌氧发酵法两大类。
好氧堆肥法的基本生物化学反应过程与污水生物处理相似，但堆肥处理只进行到腐熟阶段，并不需有机物的氧化，这点与污水处理是不同的。般认为堆料中易降解有机物基本上被降解即达到腐熟。这个过程大致可分为以嗜温好氧菌为主的产热阶段、以嗜热菌为主的高温阶段和以嗜温菌（适温度为中温，能耐受高温）为主的降温腐熟阶段。
厌氧发酵法包括厌氧堆肥法和沼气发酵。厌氧堆肥法是指在不通气条件下，微生物通过厌氧发酵将有机废弃物转化为有机肥料，使固体废物无害化的过程。堆制方式与好氧堆肥法基本相同。但此法不设通气系统，有机废弃物在堆内进行厌氧发酵，温度低，腐熟及无害化所需时间长。利用固体废弃物进行沼气发酵与污水的厌氧处理情况基本相似，也有3个相似的阶段，后可产生甲烷、co2等产物。该技术在城市下水道污泥、农业固体废弃物（农作物秸秆等）和粪便处理中得到广泛应用。我农村大力推广的沼气工程对改善农村生态环境和环境卫生有重要作用。
对于城市垃圾的处理还可采用生态工程处理方法。其原理是利用适当的防渗和阻断材料，将垃圾堆进行物理隔离，然后在隔离的垃圾堆上重建以植物为主的土壤植物生态系统，同时辅以适当的景观建筑、园林小品等将原来的垃圾山建成公园式的风景娱乐场所或为农、牧业重新利用。
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